论文部分内容阅读
随着我国经济可持续发展战略的实施和公路、铁路、水电等基础设施建设的投入,工程扰动区内不可避免地引发了诸多生态问题,所以,边坡生态防护受到越来越多的重视和广泛的应用。然而,在工程扰动区,不同边坡生态防护技术的集采土壤容易出现后期养分流失,进而导致地上植被生产力降低的现象。基材土壤肥力可持续问题的研究彰显重要。土壤微生物是土壤营养物质转化的主要驱动者,其代谢状况决定了土壤肥力的高低。但是,目前工程扰动区边坡生态防护基材微生物功能代谢多样性的时间变化动态方面的研究却鲜有涉足。本研究选取金沙江流域向家坝水电站工程扰动区的3处代表性样地采样分析,分别为天然林边坡、客土喷播边坡、植被混凝土边坡,于2014年3月、6月、9月、12月各进行一次实地调查与采集土壤样品。揭示土壤的含水量、pH值、有机质(OM)、全氮(TN)等理化性质的动态变化规律;测定土壤微生物量碳(MBC)、氮(MBN)、微生物功能代谢多样性指数的动态变化规律;分析土壤微生物特性及代谢多样性与土壤理化性质之间的相关性等。实验结果分析表明: (1)土壤含水量的大小变化顺序为:天然林>客土喷播样地>植被混凝土样地,随着季节先上升后下降,呈单峰曲线,9月份最高;土壤pH值是边坡生态防护样地土壤pH值呈中性,基本在6.52-7.57之间变化,而天然林的土壤pH值呈酸性至弱酸性,酸碱度等级随季节不变化;土壤有机质的变化顺序为:天然林>植被混凝土样地>客土喷播样地,3个样地土壤有机质含量随着季节交替呈现下降-上升-下降的趋势,9月份达到峰值;土壤全氮含量的变化顺序与土壤有机质相似,也是天然林>植被混凝土样地>客土喷播样地,3个样地土壤全氮含量随着季节的推移呈单峰曲线变化,9月份最高。由此可以认为,虽然边坡生态防护技术的有机质和全氮含量地与天然林,但是2种技术相比,植被混凝土技术更能提高土壤有机质和全氮含量。 (2)土壤微生物量碳的含量随着季节的变化而呈单峰曲线,而土壤微生物量氮呈上升趋势。天然林样地土壤微生物量碳、氮的含量显著高于植被混凝土样地和客土喷播样地;而植被混凝土样地土壤微生物量碳的含量显著高于客土喷播样地。另外,天然林样地、植被混凝土样地和客土喷播样地的平均光密度值(AWCD)在四个季度随着培养时间延长而增加,但增长速度存在一些差异。三个样地的微生物光密度值在3月增长幅度最小,处于最低值;天然林样地的最大微生物光密度值处于9月;客土喷播样地和植被混凝土样地在12月呈现最大微生物光密度值。再者,植被混凝土样地的Shannon指数H值与Simpson指数D值高于其它两个样地,H值随着季节呈单峰曲线,H值和D值在9月出现最高值。客土喷播样地的Shannon指数H值随季节呈现单峰趋势,而Simpson指数D值随季节并不发生变化。 (3)土壤微生物代谢多样性、微生物量与土壤理化特性之间的相关性分析结果表明,AWCD值与土壤有机质含量、全氮含量、微生物量碳、氮呈显著或极显著正相关性;D值与土壤有机质含量、微生物量氮有着显著正相关性;D值、H值、AWCD值之间呈显著或极显著正相关;微生物量碳、氮与有机质含量、全氮含量以及含水量之间达到显著或极显著正相关;微生物量氮与土壤pH值之间极显著负相关;土壤pH值与其它理化性质、微生物特性、代谢多样性之间均呈负相关性。 总之,经比较研究以后,2种人工修复样地基材的微生物量及其生物活性均低于天然林样地;但2种人工修复样地相比较,则植被混凝土技术的微生物量及活性要优于客土喷播技术。